KR20190085304A - 열처리 장치 및 열처리 방법 - Google Patents

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KR20190085304A
KR20190085304A KR1020180003252A KR20180003252A KR20190085304A KR 20190085304 A KR20190085304 A KR 20190085304A KR 1020180003252 A KR1020180003252 A KR 1020180003252A KR 20180003252 A KR20180003252 A KR 20180003252A KR 20190085304 A KR20190085304 A KR 20190085304A
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조민영
선상필
백성환
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정남수
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에이피시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 피처리물을 열처리하는 장치로서, 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기; 및 상기 레이저 빔이 상기 피처리물의 표면에 집광되는 집광영역의 크기를 조절하도록, 상기 레이저 빔이 이동하는 경로에 설치되는 크기 조절기;를 포함하고, 레이저 빔을 이용하여 피처리물을 용이하게 열처리할 수 있다.

Description

열처리 장치 및 열처리 방법{Heat treatment Apparatus and Method}
본 발명은 열처리 장치 및 열처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저 빔을 이용하여 피처리물을 용이하게 열처리할 수 있는 열처리 장치 및 열처리 방법에 관한 것이다.
냉간압연(이하, 냉연)이란 금속의 재결정 온도 이하(상온)에서 두께 정도가 우수하고 표면이 깨끗한 압연 제품을 만드는 공정이다. 냉연에 의해 만들어지는 냉연 강판은 열연 강판과 비교할 때 두께가 얇고 두께 정도가 우수하며 표면이 미려한 것은 물론 가공성이 뛰어나 자동차, 가전, 가구, 사무용품, 도금용 소재 등으로 널리 사용되고 있다.
냉연 강판을 만드는 냉연 공정은 통상적으로 생산의 효율성과 유연성을 감안하여 산세압연(PCM: Pickling & Cold rolling Mill)과 연속소둔(CAL: Continuous Annealing Line)의 두 공정 설비로 이루어진다. 연속소둔 공정에서는 산세압연 공정을 거친 냉연 스트립이 작업 코일을 풀어서 연속적으로 열처리를 수행한다. 연속소둔 공정을 통해 열처리함으로써 가공도를 높이고 판에 윤택성과 조도를 비롯한 용도에 적합한 재질을 부여할 수 있다.
종래에는 연속소둔 공정에서 LNG 가스를 연소시켜 발생하는 열로 코일을 가열하였다. 그러나 다양한 폭을 가지고, 빠른 속도로 풀리는 코일을 균일하게 가열하기 어려운 문제가 있다. 또한, LNG 가스가 고가이기 때문에, 코일을 열처리하는데 많은 비용이 소모된다. 이에, LNG 가스를 이용한 가열방식을 대체할 수 있는 기술 개발이 필요한 실정이다.
KR 2009-0106687 A
본 발명은 레이저 빔을 이용하여 피처리물을 용이하게 열처리할 수 있는 열처리 장치 및 열처리 방법을 제공한다.
본 발명은 레이저 빔이 조사되는 면적을 조절하여 피처리물을 신속하게 열처리할 수 있는 열처리 장치 및 열처리 방법을 제공한다.
본 발명은 피처리물을 열처리하는 장치로서, 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기; 및 상기 레이저 빔이 상기 피처리물의 표면에 집광되는 집광영역의 크기를 조절하도록, 상기 레이저 빔이 이동하는 경로에 설치되는 크기 조절기;를 포함한다.
상기 피처리물을 일방향으로 이송시키도록, 일방향으로 이격되는 제1 롤러와 제2 롤러를 더 포함하고, 상기 레이저 발생기와 상기 크기 조절기는, 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러 사이에 위치한다.
상기 레이저 발생기와 상기 크기 조절기는, 상기 피처리물의 이송경로의 상측과 하측 중 적어도 어느 한 위치에 배치된다.
상기 크기 조절기는, 상기 레이저 빔을 집광시키도록 상기 레이저 발생기와 상기 피처리물 사이에 배치되는 조절렌즈; 및 상기 조절렌즈와 상기 피처리물 사이의 이격거리를 조절하도록 설치되는 제1 구동부재;를 포함한다.
상기 피처리물의 적어도 일부의 온도를 측정하도록 설치되는 온도 측정기를 더 포함한다.
상기 온도 측정기는, 온도를 감지할 수 있는 감지부재; 및 상기 감지부재와 상기 피처리물 사이의 이격거리를 조절하도록 설치되는 제2 구동부재;를 포함한다.
상기 온도 측정기의 측정값에 따라 상기 크기 조절기의 작동을 제어할 수 있는 제어기를 더 포함한다.
상기 제어기는, 상기 온도 측정기의 측정값과 미리 설정된 온도 설정 범위를 비교하는 비교부; 및 상기 측정값이 상기 설정 범위보다 작으면 상기 집광영역의 크기를 감소시키고, 상기 측정값이 상기 설정 범위보다 크면 상기 집광영역의 크기를 증가시키도록, 상기 크기 조절기의 작동을 제어하는 제1 제어부;를 포함한다.
상기 레이저 발생기에 출력을 공급하는 출력 공급기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 출력 공급기의 작동을 제어할 수 있다.
상기 제어기는, 상기 측정값이 상기 설정 범위보다 작으면 상기 피처리물에 조사되는 레이저 빔의 출력을 증가시키도록, 상기 출력 공급기의 작동을 제어하는 제2 제어부를 더 포함한다.
상기 피처리물을 열처리하는 장치는, 강재를 열처리하는 소둔장치를 포함한다.
본 발명은 피처리물을 열처리하는 방법으로서, 상기 피처리물에 레이저 빔을 집광시키는 과정; 및 상기 피처리물의 온도에 따라 상기 레이저 빔이 상기 피처리물에 집광되는 집광영역의 크기를 조절하는 과정;을 포함한다.
상기 피처리물에 레이저 빔을 집광시키는 과정은, 일방향으로 이송되는 피처리물의 표면에 레이저 빔을 집광시키는 과정을 포함한다.
상기 피처리물에 레이저 빔을 집광시키는 과정은, 상기 레이저 빔이 상기 피처리물에 집광되는 영역의 폭을, 상기 피처리물의 폭보다 크거나 같게 형성시키는 과정을 포함한다.
상기 집광영역의 크기를 조절하는 과정은, 상기 집광영역의 폭을, 상기 피처리물의 폭보다 크거나 같게 형성하면서, 상기 피처리물의 이송방향으로 상기 집광영역의 길이를 조절하는 과정을 포함한다.
상기 피처리물의 온도에 따라 상기 집광영역의 크기를 조절하는 과정은, 상기 피처리물에서 상기 집광영역의 온도를 측정하는 과정; 상기 집광영역의 온도 측정값과 미리 설정된 온도 설정 범위를 비교하는 과정; 및 상기 측정값이 상기 설정 범위보다 작으면 상기 집광영역의 크기를 감소시키고, 상기 측정값이 상기 설정 범위보다 크면 상기 집광영역의 크기를 증가시키는 과정;을 포함한다.
상기 측정값이 상기 설정 범위보다 크면 상기 집광영역의 크기를 증가시키는 과정은, 상기 집광영역의 크기를 증가시키면서, 상기 피처리물의 이송속도를 증가시키는 과정을 포함한다.
상기 집광영역의 크기를 감소시키기 전에, 상기 레이저 빔의 출력이 최대인지 확인하는 과정; 및 상기 레이저 빔의 출력이 최대가 아니면 상기 레이저 빔의 출력을 상승시키는 과정을 더 포함한다.
상기 피처리물은 코일을 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 레이저 빔을 이용하여 피처리물을 열처리할 수 있다. 이에, 이동하는 피처리물을 신속하게 가열할 수 있다. 따라서, 열처리 공정의 효율성이 향상되고, 피처리물의 표면 품질이 향상될 수 있다.
또한, 가스를 연소시켜 피처리물을 가열하는 설비에 비해 구조가 단순하기 때문에, 설비의 크기를 축소하여 공간활용성을 향상시킬 수 있다. 이에, 설비의 유지보수가 용이해질 수 있다.
또한, 가스를 연소시켜 피처리물을 가열하지 않기 때문에, 배가스가 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있고, 가스의 사용료를 절약할 수 있다. 이에, 대기 오염을 방지할 수 있고, 열처리 공정에 사용되는 비용을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 강판 제조설비의 구조를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 열처리 장치의 구조를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열처리 방법을 나타내는 플로우 차트.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 빔의 조사면적을 조절하는 것을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 빔의 출력과 비교 예에 따른 레이저 빔의 출력을 비교하는 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 강판 제조설비의 구조를 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명을 이해하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 강판 제조설비의 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 강판 제조설비는, 산세 압연설비(10), 청정설비(20), 소둔설비(30), 조질 압연설비(40), 및 정정설비(50)를 포함한다.
산세 압연설비(10)에서는 산세공정과 냉간압연 공정이 연속적으로 이루어진다. 산세 압연설비(10)의 입구측에서 코일을 풀어서 연속적으로 산세처리와 냉간압연을 시행하여, 산세 압연설비(10)의 출구측에서 코일로 권취하게 된다. 코일은 고온에서 마무리 압연되고, 표면에 다량의 스케일(산화철)이 발생한다. 이에, 염산 또는 황산을 이용하여 코일을 산세 처리한 후, 연속적으로 상온에서 냉간압연하여 원하는 두께로 만들 수 있다.
청정설비(20)는 냉간압연 후 강판 표면에 붙어있는 압연유와 철분 등의 오염물을 제거하기 위한 처리 설비이다. 청정설비(20)의 입구측에서 코일을 풀어서 연속적으로 오염물을 제거한 후 청정설비(20)의 출구측에서 다시 코일을 권취한다.
소둔설비(30)는 청정설비(20)의 출구측에서 권취된 코일을 수납하여 소둔열처리를 시행하는 설비이다. 소둔설비(30)는, 소둔 베이스, 보온커버, 열처리 장치(100), 및 냉각장치를 포함할 수 있다.
소둔 베이스에 코일을 적재하여 가열 및 냉각 등의 열처리 과정을 수행한다. 소둔설비(30)에서 처리하는 열처리 공정은 크게 가열(Heating), 유지(Soaking), 냉각(Cooling)으로 구분하는데, 처리하는 양 및 강종에 따라 각 공정별 처리조건(온도,시간)이 달라질 수 있다. 냉각은 서서히 진행시킬 수 있는데, 열응력을 최소화시키기 위하여 노냉을 일정시간 행한 후 강냉(냉각 팬 및 냉각수 사용)을 실시할 수 있다.
조질 압연설비(40)에서는 소둔 완료된 코일을 압연한다. 이에, 코일의 항복점 연신제거와 최종 제품의 표면조도를 부여하고 형상 및 기계적 성질을 개선할 수 있다.
정정설비(50)는 조질 압연한 코일을 수요자의 요구 조건에 부합되게 단중, 폭, 도유, 및 표면 검사를 시행한다. 이처럼 산세 압연설비(10), 청정설비(20), 소둔설비(30), 조질 압연설비(40), 및 정정설비(50)가 모두 한 라인에 설치되어 연속적으로 코일을 처리하는 공정을 신속하게 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 열처리 장치의 구조를 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 열처리 장치에 대해 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 열처리 장치(100)는 피처리물을 열처리하는 장치이다. 열처리 장치(100)는, 레이저 발생기(110) 및 크기 조절기(120)를 포함한다. 또한, 열처리 장치(100)는, 온도 측정기(130), 제어기(140), 출력 공급기(150), 제1 롤러(191), 및 제2 롤러(192)를 더 포함할 수 있다.
이때, 피처리물(C)은 일방향으로 길게 연장 형성되는 강재일 수 있다. 예를 들어, 피처리물(C)은 코일일 수 있고, 열처리 장치(100)는 소둔설비(30)에 구비되어 피처리물(C)을 열처리하는 소둔장치일 수 있다. 피처리물(C)은 소둔설비(30)의 입구측에서 제1 롤러(191)에 의해 풀어지고, 출구측에서 제2 롤러(192)에 의해 권취되면서 일방향으로 이송될 수 있다. 그러나 피처리물(C)과 열처리 장치(100)의 종류 및 열처리 장치(100)가 구비되는 설비는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제1 롤러(191)와 제2 롤러(192)는 피처리물(C)을 일방향으로 이송시키는 역할을 한다. 제1 롤러(191)와 제2 롤러(192)는 길이방향으로 연장형성될 수 있고, 제1 롤러(191)와 제2 롤러(192)는 길이방향과 교차하는 방향으로 연장되는 폭방향으로 서로 이격될 수 있다. 이에, 제1 롤러(191)와 제2 롤러(192) 사이에 폭방향으로 연장 형성되는 피처리물(C)의 이송경로가 형성된다. 피처리물(C)은 제1 롤러(191)와 제2 롤러(192)에 풀리거나 감기면서 이송될 수 있다. 이때, 길이방향과 피처리물(C)의 이송방향은 동일한 방향일 수 있다. 그러나 피처리물(C)이 이송되는 방식은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
레이저 발생기(110)는 레이저 빔을 발생시키는 역할을 한다. 레이저 발생기(110)는 피처리물(C)의 이송경로 상에 설치될 수 있다. 레이저 발생기(110)는 제1 롤러(191)와 제2 롤러(192) 사이에 위치할 수 있다. 이에, 제1 롤러(191)와 제2 롤러(192) 사이에서 이송되는 피처리물(C)을 레이저 발생기(110)가 열처리할 수 있다.
예를 들어, 레이저 발생기(110)는 피처리물(C)의 상측에 위치할 수 있다. 이에, 레이저 발생기(110)에서 발생한 레이저 빔이 하측으로 조사되어, 피처리물(C)의 상부면을 가열할 수 있다. 또한, 레이저 발생기(110)에서 발생한 레이저 빔은 직사각형 형태로 조사되어 폭과 길이를 포함하는 면적을 가질 수 있다. 그러나 레이저 빔의 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
출력 공급기(150)는 레이저 발생기(110)에 출력을 공급하는 역할을 한다. 이에, 출력 공급기(150)의 작동에 따라, 레이저 발생기(110)에서 피처리물(C)로 조사되는 레이저 빔의 출력이 조절될 수 있다. 레이저 빔의 출력이 상승하면 피처리물(C)을 가열하는 온도를 상승시킬 수 있고, 레이저 빔의 출력이 저하되면 피처리물(C)을 가열하는 온도가 저하될 수 있다.
크기 조절기(120)는 레이저 발생기(110)에서 발생한 레이저 빔을 피처리물(C)의 표면에 집광시킬 수 있다. 크기 조절기(120)는 레이저 빔이 피처리물(C)의 표면에 집광되는 집광영역의 크기(또는, 면적)를 조절할 수 있다. 크기 조절기(120)는 제1 롤러(191)와 제2 롤러(192) 사이에 위치하고, 레이저 빔이 이동하는 경로에 설치될 수 있다. 예를 들어, 크기 조절기(120)는 레이저 발생기(110)와 피처리물(C) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 크기 조절기(120)는 피처리물(C)의 상측에 위치할 수 있다. 이에, 레이저 발생기(110)에서 하측으로 이동하는 레이저 빔이, 크기 조절기(120)를 통과하여 피처리물(C)의 표면에 집광될 수 있다.
또한, 크기 조절기(120)는 피처리물(C)의 이송방향(또는, 피처리물(C)의 길이방향)으로 레이저 빔의 집광영역의 크기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 크기 조절기(120)가 레이저 빔의 집광영역의 폭과 길이를 함께 조절할 수 있다. 또는, 크기 조절기(120)는 피처리물(C)의 이송방향(또는, 피처리물(C)의 길이방향)으로만 레이저 빔의 크기를 조절할 수도 있다.
이때, 집광영역의 폭(D2)은, 피처리물(C)의 폭(D1)보다 크거나 같은 크기로 형성될 수 있다. 따라서, 폭방향으로 피처리물(C)에 레이저 빔이 집광되지 않는 영역이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 피처리물(C)이 길이방향으로 운송되기 때문에, 집광영역의 길이가 피처리물(C)의 길이보다 작더라도, 피처리물(C)이 이송되면서 길이방향으로 전체가 열처리될 수 있다.
그러나 레이저 발생기(110)와 크기 조절기(120)가 설치되는 위치는 이에 한정되지 않고, 피처리물(C)의 하측에 설치되어 피처리물(C)의 하부면을 가열할 수도 있다. 한편, 레이저 발생기(110)와 크기 조절기(120)는 복수개가 구비되어, 피처리물(C)의 상측과 하측 모두에 설치될 수도 있다. 이에, 피처리물(C)의 상부면과 하부면을 동시에 열처리할 수도 있다.
크기 조절기(120)는, 조절렌즈(121), 및 제1 구동부재(122)를 포함한다. 또한, 크기 조절기(120)는 케이스(123)를 더 포함할 수 있다. 이때, 크기 조절기(120)는 광학계일 수 있다.
케이스(123)는 내부에 조절렌즈(121)가 수납될 수 있는 공간을 가진다. 케이스(123)의 중심부를 레이저 빔이 통과할 수 있다. 이에, 레이저 빔이 케이스(123) 내부에 설치되는 조절렌즈(121)를 통과하여 피처리물(C)에 조사될 수 있다. 예를 들어, 케이스(123)는 원통형으로 형성되어 상부와 하부가 개방될 수 있다. 그러나 케이스(123)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
조절렌즈(121)는 케이스(123) 내부에 설치되어 지지될 수 있다. 조절렌즈(121)는 레이저 빔의 이동경로에 위치하고, 레이저 빔이 조절렌즈(121)를 통과할 수 있다. 조절렌즈(121)는 적어도 일부가 곡률을 가질 수 있다. 예를 들어, 조절렌즈(121)는 하부가 볼록한 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 조절렌즈(121)의 상부에서 하부로 통과하는 레이저 빔이 하측의 피처리물(C)에 집광되어 조사될 수 있다. 즉, 조절렌즈(121)를 통과한 레이저 빔이 상측에서 하측으로 갈수록 면적이 작아질 수 있다.
이때, 조절렌즈(121)는 포커싱 렌즈일 수 있고, 조절렌즈(121)를 통과하여 피처리물(C)의 표면에 레이저 빔이 집광되는 영역은 직사각형 형태를 가질 수 있다. 그러나 조절렌즈(121)와 레이저 빔의 집광영역의 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제1 구동부재(122)는 조절렌즈(121)와 피처리물(C) 사이의 이격거리를 조절하는 역할을 한다. 예를 들어, 제1 구동부재(122)는 조절렌즈(121)를 상하로 이동시킬 수 있다. 조절렌즈(121)의 하부가 볼록한 형태로 형성되는 경우, 제1 구동부재(122)가 조절렌즈(121)를 상측으로 이동시키면 집광영역의 크기(또는, 면적)이 감소하고, 제1 구동부재(122)가 조절렌즈(121)를 하측으로 이동시키면 집광영역의 크기가 증가할 수 있다. 이때, 피처리물(C)에 조사되는 레이저 빔의 집광영역의 폭과 길이가 함께 조절되거나, 집광영역의 길이만 조절될 수 있다.
또한, 제1 구동부재(122)는, 제1 연결판(122a), 제1 구동축(122b), 및 제1 구동기(122c)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 구동부재(122)는 피처리물(C)의 상측에 위치한 조절렌즈(121)의 상하방향 위치를 조절할 수 있다.
제1 연결판(122a)은 사각판 모양으로 형성될 수 있다. 제1 연결판(122a)은 케이스(123)의 측면에 연결될 수 있다. 그러나 제1 연결판(122a)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제1 구동축(122b)은 상하방향으로 연장 형성될 수 있다. 제1 구동축(122b)의 상단부는 제1 연결판(122a)의 하부와 연결되고, 제1 구동축(122b)의 하단부는 제1 구동기(122c)에 연결될 수 있다. 이에, 케이스(123)가 제1 연결판(122a)과 제1 구동축(122b)에 의해 지지될 수 있다.
또한, 제1 구동축(122b)의 상단부는 상하방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 제1 구동축(122b)은 제1 구동기(122c)의 작동에 의해 상하방향 길이가 조절되거나, 상하방향으로 이동할 수 있다. 이에, 제1 구동축(122b)의 상단부의 이동에 따라 케이스(123)의 위치가 조절되고, 케이스(123)의 위치가 조절되면서 케이스(123) 내부의 조절렌즈(121)의 상하방향 위치가 조절될 수 있다. 그러나 제1 구동축(122b)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제1 구동기(122c)는 제1 구동축(122b)의 하단부와 연결된다. 제1 구동기(122c)는 실린더나 모터일 수 있고, 제1 구동축(122b)의 상단부를 상하로 이동시키는 구동력을 발생시킬 수 있다. 이에, 제1 구동기(122c)의 작동에 의해 조절렌즈(121)가 하측으로 이동하여 조절렌즈(121)와 피처리물(C) 사이의 이격거리가 짧아지거나, 조절렌즈(121)가 상측으로 이동하여 조절렌즈(121)와 피처리물(C) 사이의 이격거리가 멀어질 수 있다.
동일한 출력으로 조사되는 레이저 빔이 피처리물에 집광되는 영역이 좁아지면, 피처리물(C)의 단위 면적당 조사되는 레이저 빔의 에너지가 커질 수 있다. 반대로, 동일한 출력으로 조사되는 레이저 빔이 피처리물에 집광되는 영역이 넓어지면, 피처리물(C)의 단위 면적당 조사되는 레이저 빔의 에너지가 작아질 수 있다. 이에, 레이저 빔이 피처리물(C)에 표면에 집광되는 영역의 크기를 조절하면, 피처리물(C)의 단위 면적당 가해지는 에너지량을 조절할 수 있다. 따라서, 레이저 빔의 출력의 세기를 조절하지 않더라도, 레이저 빔이 피처리물(C)에 표면에 집광되는 영역의 크기를 조절하여, 피처리물(C)의 열처리 온도를 제어할 수 있다.
온도 측정기(130)는 피처리물(C)의 적어도 일부의 온도를 측정하는 역할을 한다. 온도 측정기(130)는 온도를 측정하는 영역의 크기를 조절할 수 있다. 이에, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기에 맞추어, 온도 측정기(130)가 온도를 측정하는 영역을 조절할 수 있다. 이때, 온도 측정기(130)는 온도를 측정하는 영역의 평균값을 산출하여 온도 측정값을 나타낼 수 있다.
또한, 온도 측정기(130)는 피처리물(C)의 이송경로 상에 설치될 수 있다. 즉, 온도 측정기(130)는 피처리물(C)의 상측에 위치하여, 하측으로 이송되는 피처리물(C)의 온도를 측정할 수 있다. 그러나 온도 측정기(130)가 피처리물(C)의 온도를 측정하는 위치는 이에 한정되지 않고, 레이저 발생기(110)와 크기 조절기(120)의 위치에 따라 피처리물(C)의 하측에 위치하거나, 복수개가 구비되어 상측과 하측 모두에 위치할 수도 있다.
온도 측정기(130)는, 감지부재(131), 및 제2 구동부재(132)를 포함할 수 있다. 이때, 온도 측정기(130)는 파이로미터(Pyrometer)일 수 있다.
감지부재(131)는 온도를 감지할 수 있는 센서일 수 있다. 감지부재(131)는 적외선 방식으로 피처리물(C)에서 레이저 빔이 집광되는 영역의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 감지부재(131)는 CCD 카메라로 촬영되는 영역의 온도를 측정할 수 있다. 높이에 따라 CCD 카메라가 촬영하는 범위가 변경되기 때문에, 감지부재(131)는 높이에 따라 온도를 측정할 수 범위가 조절될 수 있다. 따라서, 감지부재(131)가 상측으로 이동하면 온도를 측정할 수 있는 범위가 증가하고, 감지부재(131)가 하측으로 이동하면 온도를 측정할 수 있는 범위가 감소할 수 있다. 그러나 감지부재(131)가 온도를 측정하는 방식은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제2 구동부재(132)는 감지부재(131)와 피처리물(C) 사이의 이격거리를 조절하는 역할을 한다. 예를 들어, 제2 구동부재(132)는 감지부재(131)를 상하로 이동시킬 수 있다. 감지부재(131)가 CCD 카메라로 촬영되는 영역의 온도를 측정할 수 있는 경우, 제2 구동부재(132)가 감지부재(131)를 상측으로 이동시키면 감지부재(131)가 온도를 측정할 수 있는 영역의 면적이 증가하고, 제2 구동부재(132)가 감지부재(131)를 하측으로 이동시키면 온도를 측정할 수 있는 영역의 면적이 감소할 수 있다. 이에, 제2 감지부재(131)는 조절렌즈(121)와 독립적으로 상하방향 위치가 조절될 수 있다.
또한, 제2 구동부재(132)는, 제2 연결판(132a), 제2 구동축(132b), 및 제2 구동기(132c)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 구동부재(132)는 피처리물(C)의 상측에 위치한 감지부재(131)의 상하방향 위치를 조절할 수 있다.
제2 연결판(132a)은 사각판 모양으로 형성될 수 있다. 제2 연결판(132a)의 일측은 감지부재(131)의 상부에 연결되고, 타측은 제2 구동축(132b)과 연결될 수 있다. 제2 연결판(132a)은 피처리물(C)의 길이방향으로 제1 연결판(122a)과 이격될 수 있다. 그러나 제2 연결판(132a)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제2 구동축(132b)은 상하방향으로 연장 형성될 수 있다. 제2 구동축(132b)의 상단부는 제2 연결판(132a)의 하부와 연결되고, 제2 구동축(132b)의 하단부는 제2 구동기(132c)에 연결될 수 있다. 이에, 감지부재(131)가 제2 연결판(132a)과 제2 구동축(132b)에 의해 지지될 수 있다. 제2 구동축(132b)은 피처리물(C)의 길이방향으로 제1 구동축(122b)과 이격될 수 있다. 따라서, 제1 구동축(122b)과 제2 구동축(132b) 사이에 피처리물(C)이 이송되면서 레이저 빔이 조사될 수 있는 공간이 형성될 수 있다.
또한, 제2 구동축(132b)의 상단부는 상하방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 제2 구동축(132b)은 제2 구동기(132c)의 작동에 의해 상하방향 길이가 조절되거나, 상하방향으로 이동할 수 있다. 이에, 제2 구동축(132b)의 상단부의 이동에 따라 감지부재(131)의 위치가 조절되고, 감지부재(131)의 위치가 조절되면서 감지부재(131)가 온도를 측정할 수 있는 영역의 크기가 조절될 수 있다. 그러나 제2 구동축(132b)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제2 구동기(132c)는 제2 구동축(132b)의 하단부와 연결된다. 제2 구동기(132c)는 실린더나 모터일 수 있고, 제2 구동축(132b)의 상단부를 상하로 이동시키는 구동력을 발생시킬 수 있다. 이에, 제2 구동기(132c)의 작동에 의해 감지부재(131)가 하측으로 이동하여 감지부재(131)와 피처리물(C) 사이의 이격거리가 짧아지거나, 감지부재(131)가 상측으로 이동하여 감지부재(131)와 피처리물(C) 사이의 이격거리가 멀어질 수 있다.
제어기(140)는 온도 측정기(130) 및 크기 조절기(120)와 직접 연결되거나 신호를 주고받을 수 있다. 이에, 제어기(140)는 온도 측정기(130)에서 측정되는 결과에 따라 크기 조절기(120)의 작동을 제어할 수 있다. 따라서, 제어기(140)는 레이저 빔이 피처리물(C)로 집광되는 영역의 크기를 조절하여, 피처리물(C)의 열처리 온도를 제어할 수 있다.
또한, 제어기(140)는 비교부(141)와 제1 제어부(142)를 포함한다. 제어기(140)는 제2 제어부(143)를 더 포함할 수 있다.
비교부(141)는 온도 측정기(130)에서 측정된 온도 정보를 수신받을 수 있다. 이에, 비교부(141)는 온도 측정기(130)에서 측정된 측정값과 미리 설정된 온도 설정 범위를 비교할 수 있다. 따라서, 비교부(141)는 온도 측정기(130)에서 측정되는 값이, 설정 범위를 벗어났는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 설정 범위는 섭씨 700 내지 1300 내에서 선택될 수 있다. 그러나 설정 범위는 이에 한정되지 않고 다양하게 선택될 수 있다.
제1 제어부(142)는 비교부(141) 및 제1 구동부재(122)와 연결된다. 이에, 제1 제어부(142)는 비교부(141)에서 판단한 결과에 따라, 제1 구동부재(122)의 작동을 조절할 수 있다.
예를 들어, 온도 측정기(130)의 측정값이 설정 범위보다 작으면, 제1 제어부(142)는 제1 구동부재(122)의 작동을 제어하여 조절렌즈(121)를 상측으로 이동시킬 수 있다. 이에, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기(또는, 면적)를 감소시킬 수 있다. 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기가 감소하면서, 단위 면적당 피처리물(C)의 표면으로 조사되는 레이저 빔의 에너지 크기는 증가할 수 있다. 따라서, 레이저 빔이 집광되는 영역에서 피처리물(C)의 표면 온도가 더 상승할 수 있다.
반대로, 온도 측정기(130)의 측정값이 설정 범위보다 크면, 제1 제어부(142)는 제1 구동부재(122)의 작동을 제어하여 조절렌즈(121)를 하측으로 이동시킬 수 있다. 이에, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기(또는, 면적)를 증가시킬 수 있다. 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기가 증가하면서, 단위 면적당 피처리물(C)의 표면으로 조사되는 레이저 빔의 에너지 크기가 감소할 수 있다. 따라서, 레이저 빔이 집광되는 영역에서 피처리물(C)의 표면 온도가 감소할 수 있다. 즉, 레이저 빔의 전체 출력을 조절하지 않더라도, 레이저 빔이 집광되는 영역의 크기를 조절하면, 피처리물(C)의 표면 온도를 제어할 수 있다.
또한, 제어기(140)는 제1 구동부재(122)로 조절되는 조절렌즈(121)의 위치에 따라 제2 구동부재(132)의 작동을 제어할 수도 있다. 피처리물(C)로 조사되는 레이저 빔의 면적이 조절되면, 감지부재(131)가 온도를 측정하는 범위도 조절되어야 한다. 즉, 레이저 빔이 조사되는 영역의 온도만 측정하기 위해서는, 조절렌즈(121)의 위치에 맞춰 감지부재(131)의 위치를 조절할 수 있다. 따라서, 제어기(140)가 제1 구동부재(122)의 작동을 제어할 때, 그에 맞춰 제2 구동부재(132)의 작동을 자동으로 제어할 수 있다.
한편, 제어기(140)는 출력 공급기(150)의 작동을 제어할 수 있다. 즉, 피처리물(C)에 조사되는 레이저 빔의 전체 출력을 제어할 수도 있다. 이에, 제어기(140)는 출력 공급기(150)의 작동을 제어하는 제2 제어부(143)를 더 포함할 수 있다.
제2 제어부(143)는 비교기(141) 및 출력 공급기(150)와 직접 연결되거나 신호를 주고 받을 수 있다. 이에, 제2 제어부(143)는 비교부(141)에서 판단한 결과에 따라, 출력 공급기(150)의 작동을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제2 제어부(143)는 온도 측정기(130)의 측정값이 설정 범위보다 작으면, 피처리물(C)에 조사되는 레이저 빔의 전체 출력을 증가시킬 수 있다. 따라서, 레이저 빔의 에너지 크기가 증가하여, 피처리물(C)에서 레이저 빔이 조사되는 영역의 온도를 상승시킬 수 있다.
이때, 레이저 빔의 전체 출력이 최대인 경우, 레이저 빔의 출력은 조절하지 않고, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기를 조절하여 단위 면적당 조사되는 레이저 빔의 출력을 증가시킬 수 있다. 따라서, 레이저 빔의 전체 출력이 최대인 상태에서 레이저 빔이 집광되는 영역의 크기만 조절하여 피처리물(C)를 열처리할 수 있다.
또한, 레이저 빔의 전체 출력을 최대인 상태에서, 집광영역의 크기를 증가시키기 때문에, 피처리물(C)에서 레이저 빔에 의해 열처리될 수 있는 영역의 크기가 증가할 수 있다. 이에, 피처리물(C)을 이송속도를 증가시켜도, 피처리물(C)을 용이하게 열처리할 수 있고, 열처리 공정의 속도를 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열처리 방법을 나타내는 플로우 차트이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 빔의 조사면적을 조절하는 것을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 빔의 출력과 종래 예에 따른 레이저 빔의 출력을 비교하는 그래프이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 열처리 방법에 대해 설명하기로 한다.
열처리 방법은 피처리물을 열처리하는 방법이다. 열처리 방법은, 피처리물에 레이저 빔을 조사하는 과정, 및 피처리물의 온도에 따라 레이저 빔이 피처리물에 집광되는 집광영역의 크기를 조절하는 과정을 포함한다.
이때, 피처리물(C)은 일방향으로 연장 형성되는 강재일 수 있다. 예를 들어, 피처리물(C)은 코일일 수 있다. 코일은 소둔설비의 입구측에서 풀어지면서 출구측에 권취되면서 일방향으로 이송될 수 있다. 그러나 피처리물(C)의 종류 및 열처리 방법이 적용되는 설비는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
우선, 피처리물(C)에 레이저 빔을 조사할 수 있다.(S100) 이때, 피처리물(C)은 이송경로를 따라 이송될 수 있고, 레이저 빔은 이동하는 피처리물(C)의 상부면과 하부면 중 적어도 어느 하나에 조사될 수 있다. 레이저 빔의 조사로 피처리물(C)의 표면 온도가 상승하여 열처리가 진행될 수 있다. 또한, 피치리물(C)의 표면 온도가 신속하게 상승할 수 있도록, 레이저 빔의 출력을 상승시킬 수 있다.
이때, 피처리물(C)로 조사되는 레이저 빔을 집광시킬 수 있다. 예를 들어, 볼록한 형태의 조절렌즈(121)에 레이저 빔을 통과시켜, 일방향으로 이송되는 피처리물(C)의 표면에 레이저 빔을 집광시킬 수 있다. 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 형상은 직사각형 형태일 수 있다. 그러나 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
또한, 레이저 빔이 처음 피처리물(C)에 집광되는 영역의 폭은, 피처리물(C)의 폭보다 크거나 같게 형성시킬 수 있다. 이에, 폭방향으로 피처리물(C)에 레이저 빔이 집광되지 않는 영역이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 피처리물(C)이 길이방향으로 운송되기 때문에, 레이저 빔의 길이가 피처리물(C)의 길이보다 작더라도, 피처리물(C)이 이송되면서 길이방향으로 전체가 열처리될 수 있다. 이때, 길이방향과 피처리물(C)의 이송방향은 동일한 방향일 수 있다.
그 다음, 피처리물(C)에서 레이저 빔이 집광되는 영역의 온도를 측정할 수 있다.(S200) 따라서, 피처리물(C)의 열처리 온도를 모니터링할 수 있다.
이때, 피처리물(C)을 열처리하는데 레이저 빔을 사용하면, 열처리 공정의 속도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 열처리 공정의 속도는 하기의 식에 의해 계산될 수 있다.
식: V = W / T
(여기서, V는 열처리 공정의 속도(또는, 피처리물(C)의 이송속도), W는 레이저 빔이 피처리물(C)에 조사되는 면적, T는 피처리물(C)의 표면을 목표한 온도까지 상승시키는데 필요한 시간임)
상기의 식을 참조하면, 레이저 빔이 피처리물(C)에 조사되는 면적이 넓어지면, 열처리 공정의 속도가 향상되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 레이저 빔이 조사되는 영역의 면적이 넓어져 피처리물(C)에서 레이저 빔에 의해 열처리되는 부분의 영역이 증가할 수 있다. 이에, 피처리물(C)의 이송속도를 증가시켜도 피처리물(C)을 안정적으로 열처리할 수 있기 때문에, 레이저 빔을 이용하여 피처리물(C)을 신속하게 열처리할 수 있다. 따라서, 집광영역의 크기를 증가시키면서, 피처리물(C)의 이송속도를 증가시킬 수 있다.
레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기는, 피처리물(C)에서 레이저 빔이 집광되는 영역의 온도에 따라 조절될 수 있다. 즉, 레이저 빔이 집광되는 영역에서 측정된 온도값에 따라 레이저 빔이 집광되는 영역의 크기(또는, 면적)를 조절할 수 있다.
레이저 빔이 집광되는 영역의 크기는, 레이저 빔을 피처리물(C)의 표면에 집광시키는 조절렌즈(121)를 이동시켜 조절할 수 있다. 이에, 피처리물(C)의 이송방향(또는, 피처리물(C)의 길이방향)으로 레이저 빔이 집광되는 영역의 크기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (a)와 같이 피처리물(C)에 집광되는 레이저 빔의 폭과 길이의 크기를 함께 조절할 수 있다. 즉, 기본 집광영역(A1)에서 크기(또는, 면적)를 작은 집광영역(A2)으로 조절하거나 크기(또는, 면적)가 큰 집광영역(A3)으로 조절할 수 있다.
이때, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 폭을, 피처리물(C)의 폭보다 크거나 같게 조절하면서, 피처리물(C)의 이송방향으로 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 길이를 조절할 수 있다. 이에, 폭방향으로 피처리물(C)에 레이저 빔이 집광되지 않는 영역이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또는, 도 4의 (b)와 같이, 피처리물(C)의 이송방향(또는, 피처리물(C)의 길이방향)으로만 레이저 빔이 집광되는 영역의 크기를 조절할 수도 있다. 즉, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 폭의 크기는 유지하면서, 집광되는 영역의 길이의 크기를 조절할 수 있다. 이때, 기본 집광영역(A1)에서 크기(또는, 면적)를 작은 집광영역(A2)으로 조절하거나 크기(또는, 면적)가 큰 집광영역(A3)으로 조절할 수 있다. 따라서, 레이저 빔이 집광되는 영역의 폭은 변하지 않을 수 있다. 이에, 피처리물(C) 외측으로 집광되는 레이저 빔의 양을 감소시켜 레이저 빔의 에너지가 낭비되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
레이저 빔이 조사되는 면적을 조절하기 위해, 레이저 빔이 조사되는 영역에서 측정된 측정값과 미리 설정된 온도 설정 범위를 비교할 수 있다. 예를 들어, 설정 범위는 섭씨 700 내지 1300 내에서 선택될 수 있다. 그러나 설정 범위는 이에 한정되지 않고 다양하게 선택될 수 있다.
측정값이 설정 범위보다 작으면, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기를 감소시킬 수 있다.(S310) 이에, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 면적이 감소하면서, 단위 면적당 피처리물(C)의 표면으로 조사되는 레이저 빔의 에너지는 증가할 수 있다. 따라서, 레이저 빔의 집광되는 영역에서 피처리물(C)의 표면 온도가 상승할 수 있다.
반대로, 측정값이 설정 범위보다 크면, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기를 증가시킬 수 있다.(S320) 이에, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 면적이 증가하면서, 단위 면적당 피처리물(C)의 표면으로 조사되는 레이저 빔의 에너지는 감소할 수 있다. 따라서, 레이저 빔의 집광되는 영역에서 피처리물(C)의 표면 온도가 이전보다 감소할 수 있다. 즉, 레이저 빔의 전체 출력을 조절하지 않더라도, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기를 조절하면, 피처리물(C)의 표면 온도를 제어할 수 있다.
이때, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기가 조절되기 때문에, 피처리물(C)에서 온도가 측정되는 영역도 피처리물(C)에 레이저 빔이 집광되는 면적에 맞추어 조절될 수 있다. 따라서, 피처리물(C)에서 레이저 빔이 조사되는 영역(또는, 열처리되는 영역)의 온도만 측정할 수 있다.
한편, 측정값이 설정 범위보다 작다고 판단되면, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기를 감소시키기 전에, 레이저 빔의 전체 출력을 조절할 수도 있다. 즉, 레이저 빔의 전체 출력과, 레이저 빔의 집광영역의 크기 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 조절하여 열처리 공정을 제어할 수도 있다.
예를 들어, 레이저 빔이 집광되는 영역의 온도 측정값이 설정 범위보다 작으면, 레이저 빔의 전체 출력이 최대인지 확인할 수 있다. 레이저 빔의 출력이 최대가 아니면 출력 공급기(150)의 작동을 제어하여, 레이저 빔의 전체 출력을 상승시킬 수 있다.(S400) 이에, 피처리물(C)에서 레이저 빔이 집광되는 영역의 온도를 상승시킬 수 있다. 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 측정값이 설정 범위 내로 진입하면, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기를 별도로 조절하지 않을 수 있다.
레이저 빔의 전체 출력이 최대인 경우, 레이저 빔의 출력은 조절하지 않고, 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기를 조절하여 단위 면적당 조사되는 레이저 빔의 에너지 크기를 증가시킬 수 있다. 따라서, 레이저 빔의 전체 출력이 최대인 상태에서 레이저 빔이 집광되는 영역의 크기만 조절하여 피처리물(C)을 열처리할 수 있고, 레이저 빔의 전체 출력을 최대로 하여 열처리 작업을 수행하기 때문에 열처리 공정의 속도가 향상될 수 있다.
도 5의 (a)를 참조하면, 비교 예의 경우 피처리물(C)의 표면을 열처리하기 위해, 레이저 빔의 출력을 조절하였다. 즉, 피처리물(C)의 표면이 목표온도까지 신속하게 상승시키기 위해 레이저 빔의 전체 출력을 최대로 상승시켰다가, 피처리물(C)의 온도가 목표온도에 도달한 이후에는 피처리물(C)의 온도가 목표온도를 유지하도록 레이저 빔의 전체 출력을 감소시켜 열처리를 진행하였다. 이때, 레이저 빔의 집광영역의 크기는 변하지 않았다.
도 5의 (b)를 참조하면, 실시 예의 경우 피처리물(C)의 표면을 목표온도까지 상승시키기 위해, 레이저 빔의 출력과 레이저 빔의 조사면적을 조절하였다. 즉, 피처리물(C)의 표면이 목표온도까지 신속하게 상승시키기 위해 레이저 빔의 전체 출력을 최대로 상승시키고, 피처리물(C)의 온도가 목표온도에 도달한 이후에는 레이저 빔의 전체 출력을 최대로 유지한 상태에서 레이저 빔이 피처리물(C)에 집광되는 영역의 크기를 조절하여 피처리물(C)의 온도를 목표온도에 유지시켰다. 즉, 레이저 빔의 집광영역의 크기를 증가시켰다. 따라서, 레이저 빔이 피처리물(C)에 조사되는 영역의 면적이 증가하면서, 피처리물(C)을 빠르게 이동시켜도 피처리물(C)을 안정적으로 열처리할 수 있다. 이에, 상대적으로 열처리 공정의 속도가 빨라질 수 있다.
이처럼 레이저 빔을 이용하여 피처리물(C)을 열처리할 수 있기 때문에, 이동하는 피처리물(C)을 신속하게 가열할 수 있다. 따라서, 열처리 공정의 효율성이 향상되고, 피처리물(C)의 표면 품질이 향상될 수 있다.
또한, 가스를 연소시켜 피처리물(C)을 가열하는 설비에 비해 구조가 단순하기 때문에, 설비의 크기를 축소하여 공간활용성을 향상시킬 수 있다. 이에, 설비의 유지보수가 용이해질 수 있다.
또한, 가스를 연소시켜 피처리물(C)을 가열하지 않기 때문에, 배가스가 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있고, 가스의 사용료를 절약할 수 있다. 이에, 대기 오염을 방지할 수 있고, 열처리 공정에 사용되는 비용을 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
30: 소둔설비 100: 열처리 장치
110: 레이저 발생기 120: 크기 조절기
121: 조절렌즈 122: 제1 구동부재
130: 온도 측정기 131: 감지부재
132: 제2 구동부재 140: 제어기
141: 비교부 142: 제1 제어부
143: 제2 제어부 150: 출력 공급기

Claims (19)

  1. 피처리물을 열처리하는 장치로서,
    레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기; 및
    상기 레이저 빔이 상기 피처리물의 표면에 집광되는 집광영역의 크기를 조절하도록, 상기 레이저 빔이 이동하는 경로에 설치되는 크기 조절기;를 포함하는 열처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 피처리물을 일방향으로 이송시키도록, 일방향으로 이격되는 제1 롤러와 제2 롤러를 더 포함하고,
    상기 레이저 발생기와 상기 크기 조절기는, 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러 사이에 위치하는 열처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 레이저 발생기와 상기 크기 조절기는, 상기 피처리물의 이송경로의 상측과 하측 중 적어도 어느 한 위치에 배치되는 열처리 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 크기 조절기는,
    상기 레이저 빔을 집광시키도록 상기 레이저 발생기와 상기 피처리물 사이에 배치되는 조절렌즈; 및
    상기 조절렌즈와 상기 피처리물 사이의 이격거리를 조절하도록 설치되는 제1 구동부재;를 포함하는 열처리 장치.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피처리물의 적어도 일부의 온도를 측정하도록 설치되는 온도 측정기를 더 포함하는 열처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 온도 측정기는,
    온도를 감지할 수 있는 감지부재; 및
    상기 감지부재와 상기 피처리물 사이의 이격거리를 조절하도록 설치되는 제2 구동부재;를 포함하는 열처리 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 온도 측정기의 측정값에 따라 상기 크기 조절기의 작동을 제어할 수 있는 제어기를 더 포함하는 열처리 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 온도 측정기의 측정값과 미리 설정된 온도 설정 범위를 비교하는 비교부; 및
    상기 측정값이 상기 설정 범위보다 작으면 상기 집광영역의 크기를 감소시키고, 상기 측정값이 상기 설정 범위보다 크면 상기 집광영역의 크기를 증가시키도록, 상기 크기 조절기의 작동을 제어하는 제1 제어부;를 포함하는 열처리 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 레이저 발생기에 출력을 공급하는 출력 공급기를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 출력 공급기의 작동을 제어할 수 있는 열처리 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 측정값이 상기 설정 범위보다 작으면 상기 피처리물에 조사되는 레이저 빔의 출력을 증가시키도록, 상기 출력 공급기의 작동을 제어하는 제2 제어부를 더 포함하는 열처리 장치.
  11. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피처리물을 열처리하는 장치는, 강재를 열처리하는 소둔장치를 포함하는 열처리 장치.
  12. 피처리물을 열처리하는 방법으로서,
    상기 피처리물에 레이저 빔을 집광시키는 과정; 및
    상기 피처리물의 온도에 따라 상기 레이저 빔이 상기 피처리물에 집광되는 집광영역의 크기를 조절하는 과정;을 포함하는 열처리 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 피처리물에 레이저 빔을 집광시키는 과정은,
    일방향으로 이송되는 피처리물의 표면에 레이저 빔을 집광시키는 과정을 포함하는 열처리 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 피처리물에 레이저 빔을 집광시키는 과정은,
    상기 레이저 빔이 상기 피처리물에 집광되는 영역의 폭을, 상기 피처리물의 폭보다 크거나 같게 형성시키는 과정을 포함하는 열처리 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 집광영역의 크기를 조절하는 과정은,
    상기 집광영역의 폭을, 상기 피처리물의 폭보다 크거나 같게 형성하면서, 상기 피처리물의 이송방향으로 상기 집광영역의 길이를 조절하는 과정을 포함하는 열처리 방법.
  16. 청구항 13 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피처리물의 온도에 따라 상기 집광영역의 크기를 조절하는 과정은,
    상기 피처리물에서 상기 집광영역의 온도를 측정하는 과정;
    상기 집광영역의 온도 측정값과 미리 설정된 온도 설정 범위를 비교하는 과정; 및
    상기 측정값이 상기 설정 범위보다 작으면 상기 집광영역의 크기를 감소시키고, 상기 측정값이 상기 설정 범위보다 크면 상기 집광영역의 크기를 증가시키는 과정;을 포함하는 열처리 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 측정값이 상기 설정 범위보다 크면 상기 집광영역의 크기를 증가시키는 과정은,
    상기 집광영역의 크기를 증가시키면서, 상기 피처리물의 이송속도를 증가시키는 과정을 포함하는 열처리 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 집광영역의 크기를 감소시키기 전에,
    상기 레이저 빔의 출력이 최대인지 확인하는 과정; 및
    상기 레이저 빔의 출력이 최대가 아니면 상기 레이저 빔의 출력을 상승시키는 과정을 더 포함하는 열처리 방법.
  19. 청구항 12 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피처리물은 코일을 포함하는 열처리 방법.
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